Es posible producir hidrógeno para alimentar las celdas de combustible extrayendo el gas del agua de mar, pero la electricidad necesaria para hacerlo hace que el proceso sea costoso. El investigador de la UCF Yang Yang ha ideado un nuevo nanomaterial híbrido que aprovecha la energía solar y la utiliza paragenerar hidrógeno a partir del agua de mar de manera más económica y eficiente que los materiales actuales.
El avance podría algún día conducir a una nueva fuente de combustible de combustión limpia, aliviar la demanda de combustibles fósiles e impulsar la economía de Florida, donde abundan los rayos solares y el agua de mar.
Yang, profesor asistente con nombramientos conjuntos en el Centro de Tecnología NanoScience de la Universidad de Florida Central y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, ha estado trabajando en la división del hidrógeno solar durante casi 10 años.
Se hace usando un fotocatalizador, un material que estimula una reacción química usando energía de la luz. Cuando comenzó su investigación, Yang se centró en usar energía solar para extraer hidrógeno del agua purificada. Es una tarea mucho más difícil con el agua de mar; ellos fotocatalizadores necesarios no son lo suficientemente duraderos para manejar su biomasa y sal corrosiva.
Como se informó en el diario Energía y ciencias ambientales Yang y su equipo de investigación han desarrollado un nuevo catalizador que no solo puede cosechar un espectro de luz mucho más amplio que otros materiales, sino que también resiste las duras condiciones que se encuentran en el agua de mar.
"Hemos abierto una nueva ventana para dividir el agua real, no solo el agua purificada en un laboratorio", dijo Yang. "Esto realmente funciona bien en agua de mar".
Yang desarrolló un método para fabricar un fotocatalizador compuesto de un material híbrido. Pequeñas nanocavidades fueron grabadas químicamente en la superficie de una película ultradelgada de dióxido de titanio, el fotocatalizador más común. Esas muescas de nanocavidades estaban recubiertas con nanocapas de disulfuro de molibdeno, dos-dimensional con el grosor de un solo átomo.
Los catalizadores típicos pueden convertir solo un ancho de banda limitado de luz en energía. Con su nuevo material, el equipo de Yang puede aumentar significativamente el ancho de banda de la luz que se puede cosechar. Al controlar la densidad de la vacante de azufre dentro de los nanoflakes, ellospuede producir energía desde longitudes de onda de luz ultravioleta-visible hasta infrarrojo cercano, por lo que es al menos dos veces más eficiente que los fotocatalizadores actuales.
"Podemos absorber mucha más energía solar de la luz que el material convencional", dijo Yang. "Eventualmente, si se comercializa, sería bueno para la economía de Florida. Tenemos mucha agua de mar alrededor de Florida y muchamuy buen sol "
En muchas situaciones, producir un combustible químico a partir de la energía solar es una mejor solución que producir electricidad a partir de paneles solares, dijo. Esa electricidad debe usarse o almacenarse en baterías, que se degradan, mientras que el gas de hidrógeno se almacena y transporta fácilmente.
La fabricación del catalizador es relativamente fácil y económica. El equipo de Yang continúa su investigación enfocándose en la mejor manera de ampliar la fabricación y mejorar aún más su rendimiento para que sea posible dividir el hidrógeno de las aguas residuales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Florida Central . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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